第十五届全国表面工程大会

光伏组件是利用太阳能和推进“双碳”战略目标最有效的能源装备之一。然而，其表面沉积的灰尘等污渍会严重降低发电效率，全球每年因此产生数百亿人民币的经济损失。相较于传统的清洁技术，自洁涂层具有高效便捷、适用性广及成本低廉等优势。尽管超疏液及注液型超滑涂层在自洁应用中展现出潜力，但其多依赖于精细多级结构、复杂化学组成以及繁琐的制备方法，仍无法兼顾高透明、自洁性和可拓展性。针对上述问题，本团队基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）柔性链自发旋转/伸缩/弯曲运动的“类液体”特性，采用自由基聚合等反应将柔性链接枝于功能丙烯酸酯及多官异氰酸酯交联剂中，进而将其嵌入氟硅聚合物体系，经高度交联后制备了一系列高透明（可见光波段的透光率高达92%）和高耐久的动态疏液自洁涂层。该涂层通过柔性链的动态运动降低液体滑移前需突破的能垒，从而实现对于水性和油性液体的高效滑移。此外，即使被灰尘污染后，也可通过自洁行为将玻璃的透光率和组件的短路电流密度恢复到初始的99%和97%。通过对聚合物体系和功能量子点材料的特定设计，可赋予涂层紫外线屏蔽、高柔性、高硬度、高耐候性等特性。此外，基于现有成果，开发了耐久型有机硅氟改性聚氨酯涂层，在户外模拟实验中证实其在光伏组件输出功率和短路电流的有效增益（约2.0~3.5%），并在天津港海上光伏、广西电网新型电力示范区实现工程示范。因此，本研究所开发的高透明动态疏液自洁涂层有望提高光伏组件产能效率，促进绿色低碳发展，推动“双碳”战略目标的实现。

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